(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
コアと前記コアを覆っているシェル層とを含む複合研磨粒子を含む研磨用品であって、
前記コアが圧縮性材料を含み、また前記シェル層が、前記コアを覆っている中間層と、前記中間層を覆っている砥粒を含む外層とを含み、かつ
前記研磨粒子が、少なくとも約１：１のシェル層比（Ｗｉ：Ｗｏ）を含み、ただしＷｉが前記研磨粒子の全重量に対する前記中間層の重量パーセントであり、またＷｏが前記研磨粒子の全重量に対する前記外層の重量パーセントである、研磨用品。
【請求項２】
前記コアが、少なくとも約７５体積％の圧縮性材料を含む、請求項１に記載の研磨用品。
【請求項３】
前記外層が前記中間層に直接に接合される、請求項１に記載の研磨用品。
【請求項４】
前記外層が、前記砥粒の平均厚さの約２５倍以下、かつ少なくとも約１．５倍の平均厚さを含む、請求項１に記載の研磨用品。
【請求項５】
前記中間層が、前記コアの平均粒径の少なくとも約０．０１％、かつ約２０％以下の平均厚さを有する、請求項１に記載の研磨用品。
【請求項６】
前記中間層が、前記砥粒の前記平均粒径の少なくとも約０．０１％、かつ約８０％以下の平均厚さを有する、請求項１に記載の研磨用品。
【請求項７】
前記中間層が、フェノール樹脂、ユリアホルムアルデヒド、ウレタン、エポキシ、ポリイミド、ポリアミド、ポリエステル、アクリル酸エステル、ポリビニル、タンパク質系材料、デンプン系材料、およびこれらの組合せからなる群から選択される材料を含む、請求項１に記載の研磨用品。
【請求項８】
前記複合研磨粒子が、１：１０以下のシェル層比（Ｗｉ：Ｗｏ）を含む、請求項１に記載の研磨用品。
【請求項９】
前記研磨粒子が、少なくとも約２：１の研磨粒子：コアの比（Ｗａｇ：Ｗｃ）を含み、ただしＷａｇは前記研磨粒子の全重量に対する前記砥粒の重量パーセントであり、またＷｃは前記研磨粒子の全重量に対する前記コアの重量パーセントである、請求項１に記載の研磨用品。
【請求項１０】
前記研磨粒子が、約４０：１以下の研磨粒子：コアの比（Ｗａｇ：Ｗｃ）を含み、ただしＷａｇは前記研磨粒子の全重量に対する前記砥粒の重量パーセントであり、またＷｃは前記研磨粒子の全重量に対する前記コアの重量パーセントである、請求項１に記載の研磨用品。
【請求項１１】
裏当てと、
前記裏当てを覆っている下引き接着剤層と、及び
前記裏当てに接合した複合研磨粒子とを含む研磨布紙製品と、
前記複合研磨粒子と前記裏当てとを覆っている上引き接着剤層と、
を含む研磨用品であって、
前記複合研磨粒子が、コルクを含むコアと、前記コアの外面を覆っているバインダー材料を含む中間層と、前記中間層を覆っている砥粒を含む外層とを含む、研磨用品。
【請求項１２】
前記複合研磨粒子が、前記下引き接着剤層に接合される、請求項１１に記載の研磨用品。
【請求項１３】
前記上引き接着剤層が、前記下引き接着剤層上に横たわる、請求項１１に記載の研磨用品。
【請求項１４】
複合研磨粒子の形成方法であって、
コルク粒子と、バインダー材料と、砥粒とを含む混合物を形成するステップ、と、
前記混合物を乾燥して、前記コルク粒子を含むコアと、前記バインダー材料および前記砥粒を含む前記コアを覆っているシェル層とを含む複合粒子を形成するステップと
を含み、前記混合物が、少なくとも約１：１の比（Ｗｉ：Ｗｏ）を含み、ただしＷｉは前記混合物の全重量に対する前記バインダー材料の重量パーセントであり、またＷｏは前記混合物の全重量に対する前記砥粒の重量パーセントである、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
下記は、研磨粒子（ａｂｒａｓｉｖｅ  ｐａｒｔｉｃｌｅ）、具体的にはコルクを含む複合研磨粒子を対象とする。
【背景技術】
【０００２】
研磨布紙（ｃｏａｔｅｄ  ａｂｒａｓｉｖｅ）および固定砥粒（ｂｏｎｄｅｄ  ａｂｒａｓｉｖｅ）などの研磨粒子は、例えばラップ仕上げ、研削、またはバフ研磨によって工作物を機械加工するために様々な産業で使用される。研磨粒子を利用する機械加工は、光学産業から、自動車塗料修復産業、金属加工産業までの幅広い産業範囲にわたる。これらの例のそれぞれで製造設備は研磨剤を使用して、バルク材料を除去するか、製品の表面特性に影響を与える。
【０００３】
表面特性には、光沢、肌理、および均質性が挙げられる。例えば、金属構成部品の製造業者は、表面の仕上げをし、艶出しするために研磨用品を使用し、多くの場合、均質で滑らかな表面を希望する。同様に光学機器の製造業者は、光の回折および散乱を防止するために欠陥のない表面を生成する研磨用品を望む。
【０００４】
製造業者はまた、ある種の用途に対しては高い切粉除去速度を有する研磨用品を望む。しかしながら多くの場合、除去速度と表面品質の間にはトレードオフが存在する。微細な結晶粒の研磨用品であればあるほど、一般に滑らかな表面を生成するが、切粉除去速度は低い。切粉除去速度が低いほど、生産の速度を遅くし、かつコストを増加させることにつながる。
【０００５】
ある種の市販の研磨剤は、不規則表面欠陥、例えば並みの切粉除去引掻き傷よりも深い引掻き傷を残す傾向がある。このような引掻き傷は、その研磨用品から分離する結晶粒によって引き起こされ、圧痕の原因になることがある。存在する場合、これらの引掻き傷は光を散乱させ、レンズの光学的明澄度を減少させ、あるいは装飾用金属細工品の曇りまたはかぶり仕上げ（ｆｏｇｇｙ  ｆｉｎｉｓｈ）を生じさせる。このような引掻き傷はまた、表面のはく離特性を減ずる核形成点または付着点を与える。
【０００６】
粒状研磨材には単相無機材料、例えばアルミナ、炭化ケイ素、シリカ、セリア、ならびに立方晶窒化ホウ素およびダイアモンドなどのより硬い高性能の超砥粒を挙げることができる。さらに業界は、一次凝集体などの複合粒子材料を開発した。これらは、未焼結の二次凝集体を残して揮発または蒸発させることによる液体担体の除去を含むスラリー処理経路と、続いて使用可能な焼成二次凝集体を形成するための高温処理（すなわち焼成）により形成することができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
まだこの業界は、さらに一層改良された粒子材料、具体的には高い機械加工性能を提供することができる複合一次凝集体を求め続けている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
一態様によれば研磨用品は、圧縮性材料を含むコアと、そのコアの外面を覆っているシェル層とを含む複合研磨粒子を含む。そのシェル層は、コアの外面を覆っている中間層と、その中間層を覆っている砥粒を含む外層とを有し、その中間層の厚さは外層よりも小さい。
【０００９】
別の態様では研磨用品は、コルクを含むコアを有する研磨粒子と、そのコアの外面を覆っているバインダー材料を含む中間層と、その中間層を覆っている研磨粒子を含む外層とを含む。
【００１０】
さらに別の態様では研磨用品は、コアと、そのコアを覆っているシェル層とを含む複合研磨粒子を含む。そのコアは、圧縮性材料を含み、またそのシェル層は、そのコアを覆っている中間層と、その中間層を覆っている外層とを含む。この研磨粒子は、少なくとも約１：１のシェル層比（Ｗｉ：Ｗｏ）を有する。ただしＷｉは研磨粒子の全重量に対する中間層の重量パーセントであり、Ｗｏは研磨粒子の全重量に対する外層の重量パーセントである。
【００１１】
別の態様によれば研磨用品は、コルクを含むコアと、そのコアを覆い、バインダー材料に接合された砥粒を含むシェル層とを有する研磨粒子を含む。このバインダー材料は、フェノール樹脂、ユリアホルムアルデヒド、ウレタン、エポキシ、ポリイミド、ポリアミド、ポリエステル、アクリル酸エステル、ポリビニル、タンパク質系材料、デンプン系材料、およびこれらの組合せからなる群から選択される材料を有する。
【００１２】
別の態様では研磨用品は、裏当てと、その裏当てに接合された複合研磨粒子とを有する研磨布紙を含み、その複合研磨粒子は、コルクを含むコアと、そのコアの外面を覆っているバインダー材料を含む中間層と、その中間層を覆っている砥粒を含む外層とを含む。
【００１３】
特定の一態様によれば研磨用品は、裏当てと、その裏当てに接合された複合研磨粒子とを含む研磨布紙を含み、その複合研磨粒子は、コルクを含むコアと、そのコアを覆っているシェル層と、その複合研磨粒子および裏当てを覆っている上引き接着剤層（ｓｉｚｅ  ｃｏａｔ）とを含む。
【００１４】
一態様は、コルク粒子とバインダー材料を含む混合物を形成するステップと、砥粒を混合物に加えてコルク粒子を被覆するステップと、この混合物を乾燥して、コルク粒子を含むコアと、そのコアの外面を覆っている中間層と、その中間層を覆っている外層とを含む複合粒子を形成するステップとを含む複合研磨粒子の形成方法を含む。
【００１５】
さらに別の態様においては複合研磨粒子の形成方法は、コルク粒子と、バインダー材料と、砥粒とを含む混合物を形成するステップを含み、その混合物は、少なくとも約１：１の比（Ｗｉ：Ｗｏ）を含む。Ｗｉは混合物の全重量に対するバインダー材料の重量パーセントであり、Ｗｏは混合物の全重量に対する砥粒の重量パーセントである。この方法はさらに、混合物を乾燥して、コルク粒子を含むコアと、そのコアを覆っているバインダー材料および砥粒を含むシェル層とを含む複合粒子を形成するステップを含む。
【００１６】
さらに別の態様において研磨布紙製品の形成方法は、裏当てを準備するステップと、コルクを含むコアと、そのコアを覆っている砥粒を含むシェル層とを含む複合砥粒をこの裏当て上に配置するステップと、この複合研磨粒子および裏当て上に上引き接着剤層を形成するステップとを含む。
【００１７】
さらに別の態様において研磨用品は、裏当てと、その裏当てに接合された複合研磨粒子とを含み、その複合研磨粒子は、圧縮性材料を含むコアと、そのコアを覆っているシェル層とを含む。
【００１８】
本発明の開示およびその幾多の特徴と利点は、添付図面を参照することによってより良く理解することができ、また当業者に明らかにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】実施形態に従って研磨粒子を形成するためのフローチャートを含む図である。
【図２】実施形態による研磨粒子の断面図を含む図である。
【図３】実施形態に従って研磨粒子を利用して研磨布紙を形成する方法を示すフローチャートを含む図である。
【図４】実施形態に従って形成される研磨布紙の断面図を含む図である。
【図５】研磨布紙の一部分の断面図を含む図である。
【図６】研磨布紙の一部分の断面図を含む図である。
【図７】実施形態に従って形成される複合研磨粒子の拡大画像を含む図である。
【図８Ａ】実施形態に従って形成される例示的試料と従来型試料との箇所に対する切削量（ｃｕｔ）（ｇ／箇所）のグラフを含む図である。
【図８Ｂ】実施形態に従って形成される例示的試料と従来型試料との箇所に対する摩耗量のグラフを含む図である。
【図９Ａ】実施形態に従って形成される例示的試料と従来型試料との箇所に対する切削量（ｇ／箇所）のグラフを含む図である。
【図９Ｂ】実施形態に従って形成される例示的試料と従来型試料との箇所に対する摩耗量のグラフを含む図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
異なる図面中の同じ参照記号の使用は、類似または同一の部材を指す。
【００２１】
下記は、研磨粒子、より詳細には複合研磨粒子およびその複合研磨粒子を利用した研磨用品を対象とする。複合研磨粒子は複数成分を含むことができ、それらは一般にコア／シェル構造の形態で存在することができる。さらに下記は、研磨用品、具体的にはコア／シェル構造を有する研磨粒子を利用した単層研磨用品を含む研磨布紙製品を対象とする。本明細書中のこの研磨粒子を利用した研磨布紙製品は、研削およびバフ研磨の用途、特にガラス、ステンレス鋼、炭素鋼、およびチタンや、大理石、御影石、セラミックタイル、および木材などの傷つきやすい材料の研削およびバフ研磨を対象とする用途で使用するのに適していることもある。
【００２２】
図１は、実施形態に従って研磨粒子の形成方法を示すフローチャートを含む。図示のようにこの方法は、コルク粒子などの圧縮性材料と、バインダーとを含む混合物を形成することによってステップ１０１を開始することができる。本明細書中での圧縮性材料の引例には、曲げやすく、また力で、例えば研磨工程中に遭遇する力で圧縮することができる弾性材料を挙げることができる。特定の例では圧縮性材料にはコルク材料を挙げることができる。コルク材料には、コルクガシの木から入手できる天然に産出する植物系材料の引例を挙げることができる。とりわけコルク材料は、特定のレジリエンスおよび靱性を有するスポンジ状で多孔性の材料であることができる。さらにコルク材料は、特に高含量のスベリン、すなわち高疎水性の天然に産出する有機材料を有することができる。コルク材料は、ワインボトルの閉鎖および密閉のために利用される材料と同じものであることができる。このようなレジリエンスは、この材料を傷つきやすい材料のバフ研磨などの特定の研磨用途に適したものにすることができる。別法では合成のコルク材料もまた使用することができる。
【００２３】
この圧縮性材料は、研磨用途の間に使用される力の下でその材料の変形を容易にする本質的に曲げやすい性質の様々なレジリエンスを有することができる。さらにこの圧縮性材料は、特定の靱性、とりわけ酸化物、窒化物、ホウ化物、炭化物などのモノリシックな結晶粒を利用した典型的な研磨材と比較して高い靱性を有することができる。
【００２４】
ある実施形態によればコアは、少なくとも約０．０１ｍｍの平均粒径を有する粒子材料であることができる。他の例ではコアは、少なくとも約０．０５ｍｍ、例えば少なくとも約０．１ｍｍ、少なくとも約０．２５ｍｍ、またはさらには少なくとも約０．５の平均粒径を有することができる。さらにコアは、約１０ｍｍ以下、例えば約５ｍｍ以下、約３ｍｍ以下、またはさらには約２ｍｍ以下の平均粒径を有することができる。下記の記述は、コアに使用するのに適した圧縮性材料の例示的形態としてコルク粒子を基準とするが、圧縮性材料から作られた他のコア粒子を使用することもできることも理解されるはずである。
【００２５】
バインダー材料はコルク粒子と共に混合物に加えられ、バインダー材料がコルク材料の外面を適切に覆うまで混合することができる。混合は、コルク粒子の外面に対するバインダー材料の完全な被覆を容易にするためにせん断作用を含むことができる。
【００２６】
バインダー材料は熱硬化性バインダー材料であることができる。別法ではバインダー材料は、放射線硬化性バインダー材料であることができる。一実施形態によればバインダー材料は、フェノール樹脂、ユリアホルムアルデヒド、ウレタン、エポキシ、ポリイミド、ポリアミド、ポリエステル、アクリル酸エステル、ポリビニル、タンパク質系材料、デンプン系材料、およびこれらの組合せからなる群から選択されるポリマー材料を含むことができる。幾つかの例ではバインダー材料は、天然材料と合成材料の組合せを含むことができる。例えば特定の一実施形態ではバインダー材料は、変性ポリカルボン酸を用いたポリエステル樹脂と、多価アルコール架橋剤とを含み、約４８％の固形物配合量を含むことができる。
【００２７】
別の特定の実施形態によればバインダー材料には、ポリ酢酸ビニル、アクリル酸エステル、デンプン、およびこれらの組合せを挙げることができる。例えばバインダーは、デンプンをグラフトした疎水性スチレンアクリル酸エステルを含むことができる。とりわけこのようなバインダーは、アクリル系ポリオールバインダーと比較して、より低温で硬化することができる。バインダーのある種の化学反応の場合、アクリル酸官能基を介して硬化させる架橋化学反応を用いて配合することができる。さらに反応性の疎水性添加剤をこの材料に加えることもできる。幾つかの好適な疎水性添加剤には、エポキシ化脂肪酸（ダイズ油、ブドウ種子油、亜麻仁油など）、ポリエチレンアクリル酸（Ｍｉｃｈｅｍ  Ｐｒｉｍｅ，Ｍｉｃｈｅｌｍａｎ）、ステアリル化アクリル酸エステル（Ａｑｕｅｓｉｚｅ  ９１４，Ｓｏｌｖ）、乳化アスファルトまたはコールタール系樹脂、疎水性アクリル樹脂（Ｌｕｂｒｉｔａｎ  Ｓ  Ｐ，Ｒｏｈｍ  ａｎｄ  Ｈａａｓ）、およびマレイン酸変性ＰＥまたはＰＰワックスが挙げられる。
【００２８】
さらに、デンプングラフトモノマー化学反応用の外部架橋剤には、ポリオール官能基を効率的に架橋させる試薬、例えばＴＡＣＴトリアジン架橋剤（例えばＣｙｌｉｎｋ  ２０００，Ｃｙｔｅｃ）、エポキシシラン（例えばＣｏａｔ−Ｏ−１７７０，ＧＥ  Ｓｉｌｉｃｏｎｅｓ）、炭酸ジルコニウムアンモニウム（例えばＥｋａ  ＡＺＣ  ５８８０ＬＮ，Ｅｋａ）、グリオキサール（例えばＥｋａ  ＲＣ５５５０，Ｅｋａ）、水分散型ブロックイソシアナート（例えばＡＰＩ−ＢＩ７９２，Ａｄｖａｎｃｅｄ  Ｐｏｌｙｍａｒ  Ｉｎｃ．）、水分散性エポキシ（例えばＡＰＩ−ＥＣ１１，Ａｄｖａｎｃｅｄ  Ｐｏｌｙｍａｒ  Ｉｎｃ．）、水分散性イソシアナート（Ｄｅｓｍｏｄｕｒ  ＤＡ−Ｌ，Ｂａｙｅｒ）、およびポリアミドアミドエピクロロヒドリン樹脂（Ｋｙｍｅｎｅ．ＲＴＭ．５５７  Ｈ，Ｈｅｒｃｕｌｅｓ）が挙げられる。
【００２９】
アクリル酸変性ポリ酢酸ビニルバインダー化学反応用の外部架橋剤には、カルボン酸官能基と反応する試薬、例えばカルボジイミド（例えばＸＲ５５８０，Ｓｔａｈｌ）、アジリジン（例えばＸａｍａ  ７，Ｎｏｖｅｏｎ）、水分散性エポキシおよびエポキシシラン、水分散型オキサゾリン（例えばＡＰＲ−５００，Ａｄｖａｎｃｅｄ  Ｐｏｌｙｍｅｒ  Ｉｎｃ．）、およびポリアミドアミドエピクロロヒドリン樹脂（Ｋｙｍｅｎｅ．ＲＴＭ．５５７  Ｈ，Ｈｅｒｃｕｌｅｓ）が挙げられる。
【００３０】
コルク粒子およびバインダーを含有する混合物を適切に形成した後に、この工程は、混合物に砥粒を加えることによってステップ１０２を続けることができる。ある実施形態によれば砥粒は、窒化物、炭化物、酸化物、ホウ化物、酸窒化物、酸ホウ化物、ダイアモンド、およびこれらの組合せなどの材料を含むことができる。幾つかの例では砥粒は、シリカ、アルミナ、ジルコニア、炭化ケイ素、窒化ケイ素、窒化ホウ素、窒化アルミニウム、溶融アルミナジルコニア、セリア、二ホウ化チタン、炭化ホウ素、ざくろ石、ダイアモンド、ひうち石、金剛砂、およびこれらの混合物などの材料を含むことができる。より特定の例では砥粒は超砥粒材を含むことができる。一実施形態によれば砥粒は炭化ケイ素を含むことができ、またさらには炭化ケイ素から実質上なることもできる。
【００３１】
一般に砥粒は、約２５０ミクロン以下の平均粒径を有することができる。それにもかかわらず他の例では砥粒の平均粒径はもっと小さくてもよく、例えば約２００ミクロン以下、約１５０ミクロン以下、約１００ミクロン以下、約８０ミクロン以下、約６０ミクロン以下、またはさらには約５０ミクロン以下であることができる。さらに、ある実施形態によれば砥粒は、少なくとも約０．０１ミクロン、例えば少なくとも約０．０５ミクロン、またはさらには少なくとも約０．１ミクロンの平均粒径を有することができる。砥粒は、上記で示したいずれかの最小値および最大値の間の範囲内にある平均粒径を有することができることは理解されるはずである。
【００３２】
特定の一方法では砥粒は、多峰性粒度分布の砥粒が混合物に加えられるように選択することができる。例えば、混合物に加えられる砥粒は、砥粒の一部が微細な平均粒径を有し、かつ砥粒の別の部分がこの微細な平均粒径材料よりも有意に大きなきめの粗い粒径を有するきめの粗い粒子であるような二峰性粒度分布の砥粒を含むことができる。とりわけその微細な材料ときめの粗い材料の間の平均粒径のサイズの差は、二峰性粒度分布を作り出すのに十分有意なものであることができる。
【００３３】
コア粒子、バインダー、砥粒、およびある量の液体担体を含有するこの混合物は、少量のコア粒子を含有することができる。例えば混合物は、混合物の全重量に対して約２５重量％以下のコルク粒子を含むことができる。他の例ではコルク粒子の重量パーセントはより低く、例えば約１８重量％以下、約１５重量％以下、約１２重量％以下、またはさらには約１０重量％以下であることができる。幾つかの混合物は、存在するコルク粒子の量が、混合物の総重量の少なくとも約１重量％、例えば少なくとも約２重量％、少なくとも約３重量％、またはさらには少なくとも約４重量％であることができるように形成することができる。混合物は、上記で示したいずれかの最小および最大パーセンテージの間の範囲内にあるコルク粒子の量を含有することができることは理解されるはずである。
【００３４】
コルク粒子、バインダー、砥粒、および液体担体を含有するこの混合物は、少量のバインダーを含むことができる。例えば混合物は、混合物の総重量に対してバインダー材料を約４０重量％以下含むことができる。他の実施形態では混合物は、混合物の全重量に対してバインダーを約３０重量％以下、例えば約２５重量％以下、またはさらには約２０重量％以下含むことができる。さらにこの混合物を、それが混合物の総重量に対してバインダー材料を少なくとも約５重量％、例えば少なくとも約８重量％、またはさらには少なくとも約１０重量％含有するように形成することができる。混合物は上記で示したいずれかの最小および最大パーセンテージの間の範囲内にあるバインダーの量を含有することができることは理解されるはずである。
【００３５】
さらにこの混合物を、砥粒が重量パーセントの単位で測定される大部分の含量で存在するように形成することもできる。例えば混合物を、それが混合物の総重量に対して砥粒を少なくとも５０重量％含有するように形成することができる。他の実施形態では砥粒の量はもっと多く、例えば少なくとも約５５重量％、約６０重量％、約６５重量％、またはさらには約７０重量％であることができる。さらに混合物中の砥粒の量は、混合物の総重量に対して約９５重量％以下、約９０重量％以下、約８５重量％以下、またはさらには約８０重量％以下であることができる。
【００３６】
砥粒に加えて、充填剤粒子などの他の粒子もまた、コルク粒子の被覆のために混合物に加えることができる。幾つかの好適な充填材料には、黒鉛、カーボンブラックなどの帯電防止剤、燻蒸シリカなどの沈殿防止剤、ステアリン酸亜鉛などの目詰まり防止剤（ａｎｔｉ−ｌｏａｄｉｎｇ  ａｇｅｎｔ）、ワックスなどの滑剤、湿潤剤、染料、粘度調整剤、分散剤、泡消し剤、またはこれらの任意の組合せを挙げることができる。特定の充填材料には、珪灰石、二フッ化カルシウム、炭酸カルシウム、アルミニウム無水物（ａｌｕｍｉｎｕｍ  ａｎｈｙｄｒｉｄｅ）、氷晶石、ホウフッ化カリウムなど機能充填剤を挙げることができる。
【００３７】
混合物は、特定の比率の成分を含有することができる。とりわけこの混合物中の成分の比率は、コルク粒子、バインダー、および砥粒のみを含有する混合物の重量を基準とすることができ、液体担体は必ずしも考慮に入れなくてもよい。ある実施形態によればその混合物は、それが少なくとも約１：１の比（Ｗｂ：Ｗａｇ）を有するように形成することができる。ただしＷｂは、混合物の重量に対するバインダー材料の重量パーセントであり、またＷａｇは、混合物の重量に対する砥粒の重量パーセントである。したがって他の実施形態ではバインダー材料の重量パーセント対砥粒の重量パーセントの比（Ｗｂ：Ｗａｇ）は、少なくとも約１：１．５、例えば少なくとも約１：２、少なくとも約１：２．５、少なくとも約１：３、少なくとも約１：３．５、少なくとも約１：４、またはさらには少なくとも約１：５であることができる。特定の例では、バインダーの重量パーセント対砥粒の重量パーセントの比は、約１：２０以下、例えば約１：１８以下、約１：１５以下、またはさらには約１：１２以下であることができる。この比は、上記で示したいずれかの最小および最大比の間の範囲内にあることができることは理解されるはずである。このような比は、コルク粒子上の砥粒の付着量およびコアを覆っている材料層の厚さを含めて最終的に形成される研磨粒子の適切な特徴を確実にすることができる。
【００３８】
混合物のコルクの量に対する砥粒の量の間には特定の比が存在することができ、この場合、液体担体は混合物の総量の一部とみなされない。例えば混合物は少なくとも約２：１の比（Ｗａｇ：Ｗｃ）を有することができる。ただしＷｃは、混合物の重量に対するコルク粒子の重量パーセントであり、またＷａｇは、混合物の重量に対する砥粒の重量パーセントである。幾つかの混合物については、比（Ｗａｇ：Ｗｃ）は、少なくとも約３：１、例えば少なくとも約４：１、少なくとも約５：１、少なくとも約６：１、少なくとも約７：１、少なくとも約８：１、少なくとも約１０：１、少なくとも約１２：１、少なくとも約１４：１、少なくとも約１８：１、またはさらには少なくとも約２０：１であることができる。さらに特定の例では比（Ｗａｇ：Ｗｃ）は、約４０：１以下、例えば約３０：１以下、またはさらには約２５：１以下であることができる。この比は、上記で示したいずれかの最小および最大比の間の範囲内にあることができることは理解されるはずである。このような比は、コルク粒子上の砥粒の付着量およびコアを覆っている層の厚さを含めて最終的に形成される研磨粒子の適切な特徴を確実にすることができる。
【００３９】
さらに、混合物のコルクの量に対するバインダーの量の間には特定の比（Ｗｂ：Ｗｃ）が存在することができ、この場合、液体担体は混合物の総量の一部とみなされない。例えばこの比（Ｗｂ：Ｗｃ）は少なくとも約１：１の比であることができる。ただしＷｂは、混合物の重量に対するバインダー材料の重量パーセントであり、またＷｃは、混合物に対するコルクの重量パーセントである。したがって他の実施形態ではバインダー材料の重量パーセント対コルクの重量パーセントの比（Ｗｂ：Ｗｃ）は、少なくとも約１：１．５、例えば少なくとも約１：２、少なくとも約１：２．５、少なくとも約１：３、少なくとも約１：３．５、またはさらには少なくとも約１：４であることができる。特定の例では、バインダーの重量パーセント対コルクの重量パーセントの比は、約１：２０以下、例えば約１：１８以下、約１：１５以下、約１：１２以下、約１：１０以下、またはさらには約１：８以下であることができる。この比は、上記で示したいずれかの最小および最大比の間の範囲内にあることができることは理解されるはずである。このような比は、コルク粒子上の砥粒の付着量およびコアを覆っている層の厚さを含めて最終的に形成される研磨粒子の適切な特徴を確実にすることができる。
【００４０】
特定の砥粒の場合、その比（Ｗｂ：Ｗｃ）は複合研磨粒子、とりわけ実質上単層の砥粒がコルク粒子の表面に接合されている複合研磨粒子の適切な形成を容易にするような範囲内であることができる。例えば、約０．５ｇ／ｃｍ３未満、具体的には０．１ｇ／ｃｍ３から０．４ｇ／ｃｍ３の間の疎充填密度（ｌｏｏｓｅ  ｐａｃｋ  ｄｅｎｓｉｔｙ）を有する砥粒の場合、その比（Ｗｂ：Ｗｃ）は、約１：１から約１：１０の間の範囲内、例えば約１：１から約１：８の間の範囲内、約１：２から約１：８の間の範囲内、約１：３から約１：８の間の範囲内、約１：２から約１：６の間の範囲内、約１：３から約１：６の間の範囲内、またはさらには約１：３から約１：５の間の範囲内であることができる。
【００４１】
さらに、約０．５ｇ／ｃｍ３未満、特に０．１ｇ／ｃｍ３から０．４ｇ／ｃｍ３の間の疎充填密度を有する砥粒の場合、その混合物を、特定の比（Ｗａｇ：Ｗｃ）を有するように形成することができる。ただしＷｃは、混合物の重量に対するコルク粒子の重量パーセントであり、またＷａｇは、混合物の重量に対する砥粒の重量パーセントである。この比（Ｗａｇ：Ｗｃ）は、複合研磨粒子、とりわけ実質上単層の砥粒がコルク粒子の表面に接合されている複合研磨粒子の適切な形成を容易にするような範囲内であることができる。比（Ｗａｇ：Ｗｃ）は、約２：１から約１０：１の間の範囲内、例えば約２．５：１から約８：１の間の範囲内、約３：１から約７：１の間の範囲内、約３．５：１から約６：１の間の範囲内、またはさらには約４：１から約６：１の間の範囲内であることができる。
【００４２】
特定の砥粒の場合、その比（Ｗｂ：Ｗｃ）は、複合研磨粒子、とりわけ実質上単層の砥粒がコルク粒子の表面に接合されている複合研磨粒子の適切な形成を容易にするような範囲内であることができる。例えば、約０．５ｇ／ｃｍ３を超える、具体的には０．６ｇ／ｃｍ３以上の疎充填密度を有する砥粒の場合、その比（Ｗｂ：Ｗｃ）は、約３：１から約１：３の間の範囲内、例えば約２：１から約１：２の間の範囲内、約１．５：１から約１：１．５の間の範囲内、またはさらには約１．２：１から約１：１．２の間の範囲内であることができる。
【００４３】
さらに、約０．５ｇ／ｃｍ３を超える、具体的には０．６ｇ／ｃｍ３以上の疎充填密度を有する砥粒の場合、その混合物を、特定の比（Ｗａｇ：Ｗｃ）を有するように形成することができる。この比（Ｗａｇ：Ｗｃ）は、複合研磨粒子、とりわけ実質上単層の砥粒がコルク粒子の表面に接合されている複合研磨粒子の適切な形成を容易にするような範囲内であることができる。一実施形態によれば、比（Ｗａｇ：Ｗｃ）は、約５：１から約２０：１の間の範囲内、例えば約６：１から約１８：１の間の範囲内、約８：１から約１５：１の間の範囲内、約１０：１から約１４：１の間の範囲内、またはさらには約１１：１から約１３：１の間の範囲内であることができる。
【００４４】
ステップ１０２で混合物に砥粒を加えた後に、この工程は、その混合物を硬化することによってステップ１０３を続けることができる。混合物の硬化には、例えば放射線の照射、熱硬化、または特定の反応物との接触を含めた当業界で知られている硬化方法を挙げることができることは理解されるはずである。この硬化工程は、バインダー材料の凝固および混合物からの液体の除去を助けることができる。一実施形態によれば、混合物を硬化する工程は、混合物を特定時間のあいだ高温にさらすステップを含むことができる。例えば混合物を少なくとも５０℃、例えば少なくとも約７５℃、少なくとも約１００℃、または少なくとも約１５０℃の温度に少なくとも約２０分間さらすことができる。他の例では、混合物を約３００℃未満、例えば約２５０℃未満、またはさらには約２００℃未満の温度にさらすことができる。温度は、上記で示したいずれかの最小および最大値の間の範囲内にあることができることは理解されるはずである。
【００４５】
混合物の硬化時間は、少なくとも約３０分間であることができる。他の実施形態ではそれは、少なくとも約４０分間、例えば少なくとも約５０分間、少なくとも約６０分間、またはさらにはもっと長くてもよい。一般には硬化の工程は、約４時間を超える長い時間は続けず、例えば約３時間以下、または約２時間以下である。
【００４６】
混合物をステップ１０３で適切に硬化した後に、さらなる処理を施すこともできる。例えば、望ましくないサイズの粒子を除去するために選別工程にかけることができる。粒子の選別のための適切な手段は、篩を用いて望ましい粒度分布の研磨粒子を集めることを含むことができることは理解されるはずである。
【００４７】
図２は、ある実施形態による研磨粒子の断面図を含む。図示のように研磨粒子２００は、複数種の材料と層構造とを用いたコア／シェル構造を有する複合研磨粒子であることができる。研磨粒子２００は、圧縮性材料（例えばコルク）を含むコア２０１と、そのコア２０１の外面を覆っているシェル層２０３とを含むことができる。ある実施形態によればコア２０１は、少なくとも約７０体積％の圧縮性材料を含むことができる。他の実施形態ではコア２０１中の圧縮性材料の量はもっと多く、例えば少なくとも約８０体積％、少なくとも約９０体積％、少なくとも約９５体積％であることができ、また幾つかの例ではコア２０１は、コルクなどの圧縮性材料から実質上なることもできる。
【００４８】
コア２０１およびシェル層２０３を含む研磨粒子２００は、少なくとも約０．０５ｍｍ、少なくとも約０．１ｍｍ、少なくとも約０．２５ｍｍ、またはさらには少なくとも約０．５ｍｍであることができる平均粒径を有することができる。さらに研磨粒子は、約２０ｍｍ以下、例えば約１５ｍｍ以下、約１０ｍｍ以下、約８ｍｍ以下、約６ｍｍ以下、約５ｍｍ以下、約３ｍｍ以下、またはさらには約２ｍｍ以下の平均粒径を有することができる。
【００４９】
コア２０１はコルクから形成され、元の混合物中に含有されるコルク粒子の平均粒径のそれに似た平均粒径を有することができる。したがってコアは、少なくとも約０．０１ｍｍ、例えば少なくとも約０．０５ｍｍ、少なくとも約０．１ｍｍ、少なくとも約０．２５ｍｍ、またはさらには少なくとも約０．５ｍｍの平均粒径を有することができる。さらにコア２０１は、約１０ｍｍ以下、例えば約５ｍｍ以下、約３ｍｍ以下、またはさらには約２ｍｍ以下の平均粒径を有することができる。
【００５０】
図２に示すようにシェル層２０３は、コア２０１を覆っている中間層２０４を含むことができる。中間層２０４は、コア２０１の外面と直接に接触していてもよい。より具体的には中間層２０４は、コア２０１の外面に直接に接合することができる。ある実施形態によれば中間層２０４は、バインダー材料を含むことができる。
【００５１】
さらにシェル層２０３は、中間層２０４を覆っている外層２０５を含むことができる。外層２０５は砥粒２０６を含むことができる。外層２０５は、中間層２０４に直接に接合することができる。より具体的には外層２０５は、中間層２０４中に埋め込まれた砥粒２０６を含むことができる。特定の例では外層２０５内の砥粒２０６の一部分が、コア２０１と直接に接触していてもよい。ある種の研磨粒子２００の場合、その外層を、外層２０５の少なくとも一部分が、中間層２０４を覆いかつそれに接合している単層の砥粒２０６を含有するように形成することができる。実際、幾つかの例では研磨粒子２００を、外層２０５の大部分が、中間層２０４に接合している実質上単層の砥粒２０６の輪郭を示すように形成することができる。
【００５２】
ある実施形態によれば外層２０５は、外層２０５を形成する砥粒２０６の平均厚さの約２５倍以下の平均厚さを有することができる。他の例では外層２０５は、砥粒２０６の平均厚さの約１８倍以下、例えば約１５倍以下、約１２倍以下、約１０倍以下、約８倍以下、またはさらには約６倍以下の平均厚さを有することができる。実際に特定の一例では、研磨粒子２００を、外層２０５が、個々の砥粒２０６の平均厚さとほぼ同じ平均厚さを有するように、したがって中間層２０４を覆いかつ接合している砥粒２０６の単層被膜を有する研磨粒子２００の輪郭を示すように、また外層２０５の輪郭を示すように形成することができる。
【００５３】
さらに、特定の例では外層２０５は、砥粒２０６の平均厚さの少なくとも１．５倍、例えば砥粒２０６の平均厚さの少なくとも２倍、またはさらには少なくとも３倍の平均厚さを有することができる。
【００５４】
ある実施形態によれば外層２０５を、特定の空隙率を有するように形成することができる。例えば外層２０５は、外層２０５の総体積に対して少なくとも５体積％の空隙率を有することができる。他の例では外層は、外層２０５の総体積の少なくとも約１０体積％、例えば少なくとも約１５体積％、少なくとも約２０体積％、またはさらには少なくとも約２５体積％の空隙率を有することができる。さらに、外層２０５の空隙率を、それが外層２０５の総体積の約７０体積％以下、例えば約６０体積％以下、約５５体積％以下、約５０体積％以下、またはさらには約４５体積％以下であるように制限することもできる。外層２０５の孔隙の体積は、上記で示したいずれかの最小および最大パーセンテージの間の範囲内にあることができる。
【００５５】
砥粒２０６は、上記で示した混合物に加えられた砥粒と同じ平均粒径を有することができることは理解されるはずである。さらに砥粒は、上記で示した混合物に加えられた砥粒と同じ材料組成を有することができる。
【００５６】
中間層２０４は、コア２０１の外面に直接に接合することができる。さらに中間層２０４は、外層２０５の砥粒２０６とコア２０１の接合を容易にするようにコアの外面に沿って配置することを優先することもできる。中間層２０４は、それが膜の形態でコア２０１の外面を覆っているように著しく小さい平均厚さを有することもできる。例えば中間層２０４は、コア２０１の平均粒径の約２０％以下の平均厚さを有することができる。他の実施形態では中間層２０４は、コア２０１の平均粒径の約１５％以下、例えば約１２％以下、約１０％以下、またはさらには約５％以下の平均厚さを有することができる。さらに中間層２０４を、それがコア２０１の平均粒径の少なくとも０．０１、例えば少なくとも０．０５％、またはさらには少なくとも０．１％の平均厚さを有するように形成することもできる。中間層２０４の平均厚さは、上記で示したいずれかの最小および最大パーセンテージの間の範囲内にあることができる。
【００５７】
とりわけ中間層２０４は、それが外層２０５中に含有される砥粒２０６の平均粒径よりも小さい平均厚さを有するように形成することができる。例えば中間層２０４は、それが砥粒２０６の平均粒径の約８０％以下の平均厚さを有するように形成することができる。他の実施形態では中間層２０４はもっと薄く、それが外層２０５中に含有される砥粒２０６の平均粒径の約７０％以下、例えば約６０％以下、約５０％以下、約４０％以下、またはさらには約３０％以下の平均厚さを有するようなものでもよい。さらに、ある実施形態によれば中間層２０４は、外層２０５中に含有される砥粒２０６の平均粒径の少なくとも０．０１％、例えば少なくとも約０．０５％、またはさらには少なくとも約０．１％の平均厚さを有することもできる。中間層２０４の平均厚さは、上記で示したいずれかの最小および最大パーセンテージの間の範囲内にあることができる。とりわけ、中間層２０４のこのような厚さは、中間層２０４を、コア２０１の外面を覆う材料の膜の形態であるようにすることができ、かつ砥粒２０６を中間層に接合させることができ、こうして適切な量の砥粒２０６を工作物の研磨位置に配置し、かつ外層２０５の外面における中間層材料の量をできるだけ少なくするような、粒子２００の独特の構造を実現しやすくすることができる。
【００５８】
より特定の条件では中間層２０４を、それが約１０ミクロン以下の平均厚さを有するように形成することもできる。他の実施形態では中間層２０４を、それが約８ミクロン以下、例えば約５ミクロン以下、約３ミクロン以下、約１ミクロン以下、またはさらには約０．１ミクロンの平均厚さを有するように形成することもできる。さらに中間層２０４を、平均厚さが少なくとも約０．０１ミクロン、例えば少なくとも約０．０２ミクロン、またはさらには少なくとも約０．０５ミクロンであることができるように形成することもできる。中間層２０４は、上記で示したいずれかの最小値および最大値の間の範囲内にある平均厚さを有することができることは理解されるはずである。
【００５９】
中間層２０４は、その混合物のバインダー材料から作ることもできる。中間層２０４は、その初期混合物中で使用されるバインダーの大部分の含量を含有することができることは理解されるはずである。実際に中間層は、初期混合物中で与えられるバインダー材料の約９０体積％以上、約９５体積％以上を含むことができ、またはさらには実質上それからなることもできる。
【００６０】
ある実施形態によれば研磨粒子２００を、それが特定のシェル層比（Ｗｉ：Ｗｏ）を有するように形成することができる。この比は、研磨粒子２００の全重量に対する砥粒２０６を含む外層２０５の重量パーセントと比較した、研磨粒子２００の全重量に対する中間層２０４の重量パーセントの比と定義する。とりわけ、シェル層比（Ｗｉ：Ｗｏ）は、少なくとも１：１の値を有することができる。他の例ではシェル層比は、少なくとも約１：１．５、例えば少なくとも約１：２、例えば少なくとも約１：２．５、少なくとも約１：３、少なくとも約１：３．５、少なくとも約１：４、またはさらには少なくとも約１：５であることができる。さらに研磨粒子２００を、シェル層比（Ｗｉ：Ｗｏ）が、約１：２０以下、例えば約１：１８以下、約１：１５以下、約１：１２以下、約１：１０以下、例えば約１：８以下、またはさらには約１：６以下であるように形成することができる。シェル層比は、上記で示したいずれかの最小および最大比の間の範囲内にあることができる。
【００６１】
研磨粒子２００を、コアと比較した外層の重量パーセント間の適切な比（Ｗｏ：Ｗｃ）を有するように形成することができる。具体的には比（Ｗｏ：Ｗｃ）は、研磨粒子２００の総重量に対するコア２０１を構成するコルクの重量パーセントと比較した、研磨粒子２００の全重量に対する砥粒２０６を含む外層２０５の重量パーセントであることができる。したがって、ある実施形態によれば研磨粒子対コルクの比（Ｗｏ：Ｗｃ）は、少なくとも約５：１であることができる。他の実施形態ではこの比は、少なくとも８：１、例えば少なくとも１０：１、少なくとも約１２：１、少なくとも約１５：１、少なくとも約１８：１、またはさらには少なくとも約２０：１であることができる。さらに、ある実施形態によれば、比（Ｗｏ：Ｗｃ）は、約４０：１以下、例えば約３０：１以下、またはさらには約２５：１以下であることができる。比（Ｗｏ：Ｗｃ）は、上記で示したいずれかの最小および最大比の間の範囲内にあることができる。
【００６２】
さらに研磨粒子２００は、研磨粒子２００の総重量に対するコア２０１を構成するコルクの重量パーセントと比較した、研磨粒子２００の総重量に対する中間層２０４の重量パーセントの特定の比（Ｗｉ：Ｗｃ）を有することができる。例えばこの比（Ｗｉ：Ｗｃ）は、少なくとも約１：１であることができる。他の実施形態では比（Ｗｉ：Ｗｃ）は、少なくとも約１：１．５、例えば少なくとも約１：２、少なくとも約１：２．５、少なくとも約１：３、少なくとも約１：３．５、またはさらには少なくとも約１：４であることができる。特定の例では比（Ｗｉ：Ｗｃ）は、約１：２０以下、例えば約１：１８以下、約１：１５以下、約１：１２以下、約１：１０以下、またはさらには約１：８以下であることができる。比（Ｗｉ：Ｗｃ）は、上記で示したいずれかの最小および最大比の間の範囲内にあることができることは理解されるはずである。
【００６３】
図３は、ある実施形態に従って研磨布紙製品を形成する方法を提供するフローチャートを含む。とりわけこの研磨布紙製品は、本明細書中で述べる研磨粒子を取り込むことができる。この工程は、裏当てを準備することによってステップ３０１を開始することができる。ある実施形態によれば裏当ては、有機材料、無機材料、天然材料、合成材料、およびこれらの組合せなどの材料の群から選択することができる。裏当ては可撓性でも剛性でもよく、様々な材料から作ることができる。実例としての可撓性の裏当てには、ポリオレフィンフィルム（例えば、二軸配向ポリプロピレンを含めたポリプロピレン）、ポリエステルフィルム（例えば、ポリエチレンテレフタラート）、ポリアミドフィルム、またはセルロースエステルフィルムなどの高分子フィルム（例えば下塗したフィルム）、金属箔、メッシュ、発泡体（例えば、天然スポンジ材料またはポリウレタンフォーム）、布（例えば、ポリエステル、ナイロン、絹、綿、ポリコットン、またはレーヨンを含む繊維または糸から作られた布）、紙、バルカン紙、加硫ゴム、バルカン繊維、不織材料、これらの任意の組合せ、またはこれらの任意の処理バージョンが挙げられる。布裏当ては、織られていてもステッチボンドされていてもよい。例示的実施形態では裏当ては、熱可塑性フィルム、例えばポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）フィルムを含む。具体的には裏当ては、単層ポリマーフィルム、例えば単層ＰＥＴフィルムであることができる。実例としての剛性裏当てには、金属プレート、セラミックプレートなどが挙げられる。
【００６４】
一般に裏当ては、少なくとも約５０ミクロン、例えば約６０ミクロンを超える厚さを有することができる。例えば裏当ては、約７５ミクロンを超え、約２００ミクロン以下、あるいは約７５ミクロンを超え、約１５０ミクロン以下の厚さを有することができる。
【００６５】
裏当て３０１を準備した後、この工程は、裏当てを覆う下引き接着剤層（ｍａｋｅ  ｃｏａｔ）を形成することによってステップ３０２を続けることができる。下引き接着剤層は、当業界で知られている適切な堆積技術を用いて裏当ての表面に塗布することができる。例えば適切な堆積技術には、吹付塗布、はけ塗り、ナイフ塗布（ｂｌａｄｅｎｉｎｇ）、印刷、浸漬、およびこれらの組合せを挙げることができる。下引き接着剤層は裏当てを覆うことができ、具体的には裏当ての表面に直接に接合することができる。裏当てと砥粒の間に配置されるような下引き接着剤層は、砥粒と裏当ての接合を手助けすることができる。
【００６６】
ある実施形態によれば下引き接着剤層は、有機材料、無機材料、およびそれらの組合せなどの材料を含むことができる。より具体的には下引き接着剤層は、１種類または複数種類の下引き接着剤バインダー材料を含むことができる。例えば好適な下引き接着剤バインダー材料には、単一ポリマーまたはポリマーのブレンドを挙げることができ、それらには１種類または複数種類の熱硬化性および／または熱可塑性ポリマー材料を挙げることができる。例えば下引き接着剤バインダー材料は、エポキシ、アクリル系ポリマー、またはこの組合せから形成することができる。下引き接着剤バインダー材料は、砥粒を研磨層と結合させるポリマーマトリックスを含むことができる。一般に下引き接着剤バインダー材料は、硬化性バインダー配合で形成される。そのポリマー成分の調製の場合、その下引き接着剤バインダー材料配合は、１種類または複数種類の反応成分またはポリマー成分を含むことができる。ポリマー成分には、モノマー分子、オリゴマー分子、ポリマー分子、またはこれらの組合せを挙げることができる。
【００６７】
下引き接着剤バインダー材料配合はさらに、分散性充填剤、溶媒、可塑剤、連鎖移動剤、触媒、安定剤、分散剤、硬化剤、反応媒体剤、または分散液の流動性に影響を与える薬品などの成分を含むことができる。上記成分に加えて、例えば黒鉛、カーボンブラックなどの帯電防止剤、燻蒸シリカなどの沈殿防止剤、ステアリン酸亜鉛などの目詰まり防止剤、ワックスなどの滑剤、湿潤剤、染料、充填剤、粘度調整剤、分散剤、泡消し剤、またはこれらの任意の組合せを含めた他の成分もまた、この下引き接着剤バインダー材料配合に加えることができる。充填剤には、珪灰石、二フッ化カルシウム、炭酸カルシウム、アルミニウム無水物、氷晶石、ホウフッ化カリウムなど機能充填剤を挙げることができる。特定の例では下引き接着剤層は、その下引き接着剤中に単一充填剤の珪灰石を含む。
【００６８】
さらに、下引き接着剤バインダー材料は、充填材料、例えばナノサイズ充填剤、またはナノサイズ充填剤とミクロンサイズ充填剤の組合せを含むことができる。特定の実施形態では下引き接着剤バインダー材料はコロイド状バインダーを含むことができ、硬化して下引き接着剤バインダー材料を形成するこの配合は、粒状充填剤を含むコロイド懸濁液である。別法ではまたはこれに加えて下引き接着剤バインダー材料は、ミクロン以下の粒状充填剤を含むナノ複合バインダーまたは塗料材料であることもできる。
【００６９】
下引き接着剤層は、研磨粒子と裏当ての間の接合を容易にする薄層であることができる。例えば下引き接着剤層は、複合研磨粒子の平均粒径の約８０％以下の平均厚さを有することができる。他の例では下引き接着剤層の厚さはもっと薄くてもよく、例えばそれは複合研磨粒子の平均粒径の約７０％以下、約６０％以下、約５０％以下、約４０％以下、またはさらには約３０％以下である。さらに下引き接着剤層は、研磨粒子の平均サイズの少なくとも約５％、少なくとも約１０％、またはさらには少なくとも約１５％である平均厚さを有することができる。下引き接着剤層は、上記で示したいずれかの最小および最大値の間の範囲内にある平均厚さを有することができることは理解されるはずである。
【００７０】
ステップ３０２で下引き接着剤層を適切に形成した後、この工程は、その下引き接着剤層に砥粒を塗布することによってステップ３０３を続けることができる。砥粒は、例えば静電塗装、滴下塗装（ｄｒｏｐ  ｃｏａｔｉｎｇ）、または機械的プロジェクションを含めた様々な技術を用いて下引き接着剤層の表面に塗布してそれらを裏当てと結合させることができる。他の実施形態では、ステップ３０２および３０３の工程を、下引き接着剤層と砥粒から混合物が作られるように結合し、混合物の作製後にそれを適切な技術を用いて裏当ての上に塗布することもできる。
【００７１】
研磨粒子に本明細書中で述べる研磨粒子を含めることができることは理解されるはずである。とりわけこの研磨粒子は、コルク材料を含むコアと、そのコアの外面を覆っている中間層を含むシェル層と、その中間層を覆っている外層とを含む複合粒子である。とりわけ外層は、研磨粒子の研磨特性を助ける砥粒を含むことができる。
【００７２】
さらに、この研磨用品中に組み込まれる研磨粒子は、研磨粗粒（例えば、窒化物、炭化物、酸化物、酸炭化物、酸ホウ化物、ダイアモンドのモノリシックな研磨粒子、およびこれらの組合せ）と、本明細書中の実施形態の研磨粒子との混合物を含むことができることは理解されるはずである。
【００７３】
下引き接着剤層内の与えられる粒子の一部は研磨粒子であることができ、またそれら粒子の別の中身は充填剤粒子であることができる。この充填剤粒子は、研磨粒子と同一構造を有することができ、コルク材料を含むコアと、中間層を含むシェル層と、その中間層を覆っている充填材料を含む外層とを含む。特定の例では充填材料は炭酸カルシウムであることができる。別の特定の例では充填材料は珪灰石であることができる。下引き接着剤層は、研磨粒子と充填剤粒子のブレンドを含むこともできる。
【００７４】
裏当て上に下引き接着剤層および研磨粒子を堆積させた後に、その下引き接着剤層を硬化または少なくとも部分的に硬化させることができる。硬化は、例えば熱の利用、放射線の利用、化学反応物の利用、およびこれらの組合せを含めて当業界で使用される適切な技術を含むことができる。
【００７５】
研磨粒子を下引き接着剤層に適切に塗布した後に、この工程は、上引き接着剤層の塗布によってステップ３０４を続けることができる。ステップ３０４における上引き接着剤層の形成は、幾つかの工程中で任意選択的であることができ、その研磨布紙の所望の用途により決まる。上引き接着剤層の塗布は、それが研磨粒子および下引き接着剤層を覆って研磨粒子を裏当ておよび下引き接着剤層に固定させるような材料を堆積させることを含むことができる。ある実施形態によればその上引き接着剤層には、有機材料、無機材料、およびその組合せを挙げることができる。とりわけ上引き接着剤層に使用される適切な材料としては、下引き接着剤層に使用される上記と同じ材料を挙げることができる。すなわち一実施形態によれば、上引き接着剤層は、下引き接着剤バインダー材料を形成するのに適した材料のいずれかから形成することができる上引き接着剤バインダー材料から形成することができる。より特定の実施形態では上引き接着剤バインダー材料は、下引き接着剤バインダー材料に使用されるものと同じ化学組成であることができる。
【００７６】
ある実施形態によれば上引き接着剤層は、複合研磨粒子の平均粒径よりも小さい平均厚さを有することができる。さらに上引き接着剤層は、下引き接着剤層の平均厚さよりも大きい平均厚さを有することもできる。幾つかの他の例では上引き接着剤層は、下引き接着剤層の平均厚さと同じ平均厚さを有することもできる。さらに別の実施形態では上引き接着剤層は、下引き接着剤層の平均厚さよりも小さい平均厚さを有することもできる。
【００７７】
ある実施形態によれば上引き接着剤層は充填材料を含むことができる。充填材料としては、バインダー材料における充填剤の記述に関して上記で示した材料を挙げることができる。さらに幾つかの例示的実施形態では上引き接着剤層の充填材料としては、酸化物、窒化物、炭化物、ホウ化物、酸窒化物、酸ホウ化物、ダイアモンド、およびこれらの組合せを含めた小粒の研磨材を挙げることができる。幾つかの例ではこの充填剤としては、シリカ、アルミナ、ジルコニア、炭化ケイ素、窒化ケイ素、窒化ホウ素、窒化アルミニウム、溶融アルミナジルコニア、セリア、二ホウ化チタン、炭化ホウ素、ざくろ石、ダイアモンド、ひうち石、金剛砂、およびこれらの混合物などの材料を挙げることができる。より特定の例では充填材料として超砥粒材を挙げることができる。
【００７８】
とりわけ砥粒の形態の充填材料は、本明細書中で述べたコア／シェル層構造を有する複合研磨粒子の平均粒径よりも著しく小さい平均粒径を有することができる。実際にこの充填材料は、複合研磨粒子の平均粒径の約５０％以下の平均粒径を有することができる。他の例では充填材料は、複合研磨粒子の平均粒径の約４０％以下、約３０％以下、約１０％以下、約１％以下、またはさらには約０．１％以下の平均粒径を有することができる。さらに、充填材料は一般には複合材料でなく、むしろ単一組成材料のモノリシックな結晶粒である。例えば上引き接着剤層の砥粒は、複合研磨粒子２００の外層２０５に使用される砥粒２０６と似ていても、同一でも、また異なっていてもよい。
【００７９】
幾つかの方法については別の材料の被膜、例えば超上引き接着剤層（ｓｕｐｅｒｓｉｚｅ  ｃｏａｔ）を上引き接着剤層上に堆積させることもできる。したがって超上引き接着剤層は、研磨布紙の研磨作用を助けるような充填材料、例えば砥粒を含むことができる。超上引き接着剤層は、上引き接着剤層と同時にまたは別々に硬化させることができる。
【００８０】
上引き接着剤層の塗布は、上引き接着剤層中に含有されているポリマー材料の硬化および架橋を助けるようなある種の条件にその上引き接着剤層をさらす硬化工程、または少なくとも部分硬化工程をさらに含むことができる。硬化は、例えば熱の利用、放射線の利用、化学反応物の利用、およびこれらの組合せを含めて当業界で使用される適切な技術を含むことができる。
【００８１】
図４は、本明細書中の実施形態に従って形成される研磨布紙の一部分の断面図を含む。図示のように研磨布紙４００は、裏当て４０１を含む。さらに下引き接着剤層４０２が裏当て４０１を覆っている。さらに図示のように研磨布紙４００を、複合研磨粒子４０３が、下引き接着剤層に直接に接合され、かつ裏当て４０１に固定されるように形成することができる。さらに図示のように研磨布紙４００は、複合研磨粒子４０３を覆っている上引き接着剤層４０４を含むことができる。
【００８２】
図５は、Ｓａｉｎｔ−Ｇｏｂａｉｎ  ＡｂｒａｓｉｖｅｓからＮｏｒｔｏｎ  Ｗ４４２として市販されている、コルク粒子を含む研磨布紙製品の断面図を含む。図示のように研磨布紙製品５００は、裏当て５０１を含むことができる。下引き接着剤層５０２は、裏当て５０１の外側の主要面を覆っている。さらに研磨布紙製品５００は、下引き接着剤層内に含有され、かつ裏当て５０１に接合されたコルク粒子５０３を含む。さらに研磨布紙製品５００は、複合研磨粒子５０３を覆っている上引き接着剤層５０４と、下引き接着剤層５０２と、裏当て５０１とを含む。とりわけ、研磨布紙製品５００の構造は、図４の研磨布紙製品において実例で示したようなコルク粒子５０３を囲繞するのとは対照的に、上引き接着剤層５０４の上面に配置されている研磨粒子５０６を含む。図示のように研磨布紙製品５００は、充填材料５０５を含有する上引き接着剤層５０４を含むことができる。充填材料は、研磨布紙製品５００の研磨能力の向上を助けるために砥粒などの微細粒子を含むことができる。
【００８３】
図６は、３Ｍから４６４  Ｗとして市販されている、コルク粒子を含む研磨布紙製品の断面図を含む。図示のように研磨布紙製品６００は、裏当て６０１を含むことができる。下引き接着剤層６０２は、裏当て６０１の外側の主要面を覆っている。さらに研磨布紙製品６００は、下引き接着剤層内に含有され、かつ裏当て６０１に接合されたコルク粒子６０３を含む。さらに研磨布紙製品６００は、複合研磨粒子６０３を覆っている上引き接着剤層６０４と、下引き接着剤層６０２と、裏当て６０１とを含む。とりわけ、研磨布紙製品６００の構造は、図４の研磨布紙製品において実例で示したようなコルク粒子６０３を囲繞するのとは対照的に、上引き接着剤層６０４の上面に配置された研磨粒子６０６を含む。
【実施例】
【００８４】
実施例１
配合物にコルクおよびバインダー材料を加え、その混合物をせん断することによって、複合研磨粒子の第一の試料（試料１）を形成する。コルクの表面をバインダーで湿らすのに十分な時間の後に砥粒を加え、コルク粒子が砥粒で覆われるまで混合を続ける。この複合粒子を約１８０℃で１時間処理して水を除去し、バインダー材料を硬化する。この得られた複合粒子を篩にかけることにより選別して所望の粒度分布を選ぶ。下記表１は、試料１の一回分として処理する配合表を提供する。図７は、試料１の複合研磨粒子の写真を含む。とりわけ、粒子は、コルク粒子を含むコア７０１と、そのコルク粒子に接合している砥粒を含むシェル層７０２とを含む複合的性質を明確に示している。
【００８５】
【表１】
0005619302.tif 000002
【００８６】
実施例２
コルク粒子と、Ｄｅｇｒｅｅ＋４０樹脂から作られたバインダー材料とを４重量％の架橋剤と一緒に、バインダーがコルク粒子の表面を十分に覆うまで混合することによって、複合研磨粒子の第二の試料（試料２）を形成する（Ｄｅｇｒｅｅ＋２７と呼ぶ）（３７％固形物）。Ｄｅｇｒｅｅ＋４０は、デンプンをグラフトしたスチレンアクリル酸樹脂である。この混合物に砥粒を加え、コルク粒子が砥粒で覆われるまで混合を続ける。この複合粒子を約１８０℃で１時間処理して水を除去し、バインダー材料を硬化する。この得られた複合粒子を篩にかけることにより選別して所望の粒度分布を選ぶ。下記表２は、試料２の一回分として処理する配合表を提供する。
【００８７】
【表２】
0005619302.tif 000003
【００８８】
実施例３
コルク粒子および実施例１で使用したものと同じバインダー材料を、バインダーがコルク粒子の表面を十分に覆うまで混合することによって、複合研磨粒子の第三の試料（試料３）を形成する（３７％固形物）。この混合物に砥粒を加え、コルク粒子が砥粒で覆われるまで混合を続ける。この複合粒子を約１８０℃で１時間処理して水を除去し、バインダー材料を硬化する。この得られた複合粒子を篩にかけることにより選別して所望の粒度分布を選ぶ。下記表３は、試料３の一回分として処理する配合表を提供する。
【００８９】
【表３】
0005619302.tif 000004
【００９０】
実施例４
コルク粒子および実施例１と同じバインダー材料を、バインダーがコルク粒子の表面を十分に覆うまで混合することによって、複合研磨粒子の第四の試料（試料４）を形成する（３７％固形物）。この混合物に砥粒を加え、コルク粒子が砥粒で覆われるまで混合を続ける。この複合粒子を約１８０℃で１時間処理して水を除去し、バインダー材料を硬化する。この得られた複合粒子を篩にかけることにより選別して所望の粒度分布を選ぶ。下記表４は、試料４の一回分として処理する配合表を提供する。
【００９１】
【表４】
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【００９２】
実施例５
図４に示す実施例２の複合粒子を使用して研磨布紙製品を形成する。Ｓｃｈｅｎｅｃｔａｄｙ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから市販されているフェノールホルムアルデヒド樹脂材料を含む下引き接着剤を、Ｍｉｌｌｉｋｅｎ  Ｔｅｘｔｕｒｅｄ  Ｙａｒｎｓから市販されているポリエステルの裏当て上に二本ロール直接法によって塗布する。重力式コーティング手順を用いて試料２の複合研磨粒子を下引き接着剤層上に配列する。この下引き接着剤層を、オーブン中で１８０ｏＦ〜２４０ｏＦで１．５時間硬化させる。最後に上引き接着剤をこの研磨粒子および下引き接着剤層上に堆積させる。上引き接着剤は、Ｓｃｈｅｎｅｃｔａｄｙ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  ＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎからＨＲＪ１５９９３として市販されているフェノールホルムアルデヒド樹脂材料である。
【００９３】
実施例６
実施例４の複合粒子を使用して研磨布紙製品を形成する。Ｓｃｈｅｎｅｃｔａｄｙ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから市販されているフェノール樹脂材料を含む下引き接着剤を、Ｍｉｌｌｉｋｅｎ  Ｔｅｘｔｕｒｅｄ  Ｙａｒｎｓから市販されているポリエステルの裏当て上にロール塗りする。重力式コーティング手順を用いて実施例４の複合研磨粒子を下引き接着剤層上に配列する。最後に上引き接着剤層をこの研磨粒子および下引き接着剤層上に堆積させる。上引き接着剤は、Ｓｃｈｅｎｅｃｔａｄｙ  ＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌからＨＲＪ１５９９３として市販されているフェノール樹脂材料から作られる混合物である。この上引き接着剤層は、砥粒で被覆したコルク粒子を作製する際に使用したものと同じ種類の砥粒を取り込んでいる。
【００９４】
実施例７
実施例２の複合粒子を使用して研磨布紙製品を形成する。Ｓｃｈｅｎｅｃｔａｄｙ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから市販されているフェノールホルムアルデヒド樹脂材料を含む下引き接着剤を、Ｍｉｌｌｉｋｅｎ  Ｔｅｘｔｕｒｅｄ  Ｙａｒｎｓから市販されているポリエステルの裏当て上に二本ロール直接法によって塗布する。重力式コーティング手順を用いて試料２の複合研磨粒子を下引き接着剤層上に配列する。この下引き接着剤層を、オーブン中で１８０ｏＦ〜２４０ｏＦで１．５時間硬化させる。最後に上引き接着剤をこの研磨粒子および下引き接着剤層上に堆積させる。上引き接着剤は、Ｓｃｈｅｎｅｃｔａｄｙ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  ＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎからＨＲＪ１５９９３として市販されているフェノールホルムアルデヒド樹脂材料である。
【００９５】
比較研削試験を、実施例７（すなわち実例としての試料）と、コルク粒子を含有する従来の研磨布紙製品（Ｗ４４２と称され、Ｓａｉｎｔ−Ｇｏｂａｉｎ  Ａｂｒａｓｉｖｅｓから市販されており、図５に示す）の間で行った。研削試験は、Ｌｏｅｓｅｒ  Ｇｒｉｎｄｉｎｇ  Ｍａｃｈｉｎｅ上で３０ポンドの加えられる力の下での３インチ×９８インチのベルト研削盤（ｂｅｌｔ  ｓｉｚｅ）を用いた湿式センタレス研削試験である。工作物は、３０４ステンレス鋼である。試験は、４０箇所の研削と、材料除去率、磨耗量、および表面仕上げの測定とを含む。
【００９６】
図８Ａは、具体例としての試料および従来型試料の箇所に対する切削量（ｇ／箇所）のグラフを含む。図示のように、実施例に従って作製した具体例としての試料は、切削量の有意に高度な一致をはっきり示している。とりわけ箇所ごとの切削量は、具体例としての試料の場合、研削作業全体を通じて維持される。比較すると従来型試料は、異なる箇所間で実効切削量の有意に大きな変動をはっきり示した。
【００９７】
図８Ｂは、具体例としての試料および従来型試料の箇所に対する摩耗量のグラフを含む。図示のように、具体例としての試料は、試験した各箇所について従来型試料と比較して有意に少ない摩耗量を示した。さらに試験完了後の具体例としての試料の総摩耗量は、従来型試料と比べて有意に少なかった。
【００９８】
実施例８
実施例３の複合粒子を使用して研磨布紙製品を形成する。Ｓｃｈｅｎｅｃｔａｄｙ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから市販されているフェノールホルムアルデヒド樹脂材料を含む下引き接着剤を、Ｍｉｌｌｉｋｅｎ  Ｔｅｘｔｕｒｅｄ  Ｙａｒｎｓから市販されているポリエステルの裏当て上に二本ロール直接法によって塗布する。重力式コーティング手順を用いて試料２の複合研磨粒子を下引き接着剤層上に配列する。この下引き接着剤層を、オーブン中で１８０ｏＦ〜２４０ｏＦで１．５時間硬化させる。最後に上引き接着剤をこの研磨粒子および下引き接着剤層上に堆積させる。上引き接着剤は、Ｓｃｈｅｎｅｃｔａｄｙ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  ＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎからＨＲＪ１５９９３として市販されているフェノールホルムアルデヒド樹脂材料である。
【００９９】
比較研削試験を、実施例８（すなわち実例としての試料）と、コルク粒子を含有する従来の研磨布紙製品（４６４と称され、３Ｍから市販されており、図６に示す）の間で行った。研削試験は、Ｌｏｅｓｅｒ  Ｇｒｉｎｄｉｎｇ  Ｍａｃｈｉｎｅ上で３０ポンドの加えられる力の下での３インチ×９８インチのベルト研削盤を用いた湿式センタレス研削試験である。工作物は３０４ステンレス鋼である。試験は、４０箇所の研削と、材料除去率、磨耗量、および表面仕上げの測定とを含む。
【０１００】
図９Ａは、具体例としての試料および従来型試料の箇所に対する切削量（ｇ／箇所）のグラフを含む。図示のように、実施例に従って作製した具体例としての試料は、切削量の有意に高度な一致をはっきり示している。とりわけ箇所ごとの切削量は、具体例としての試料の場合、研削作業全体を通じて維持される。比較すると従来型試料は、異なる箇所間で実効切削量の有意に大きな変動をはっきり示し、とりわけ単に数回の作業後に切削速度の有意な減退に陥った。
【０１０１】
図９Ｂは、具体例としての試料および従来型試料の箇所に対する摩耗量のグラフを含む。図示のように、具体例としての試料は、各研削作業について従来型試料と比較して有意に少ない摩耗量を示した。さらに試験完了後の具体例としての試料の全摩耗量は、従来型試料と比べて有意に少なかった。実際に試験終了時の総摩耗量は、３Ｍ研磨剤の場合、具体例としての研磨剤と比較して約２倍であった。
【０１０２】
上述は、現状技術からの脱却を示す複合研磨粒子と、そのような研磨粒子を利用した研磨布紙製品とを対象にする。とりわけ、この研磨粒子の形成方法は、特定の特徴を有する複合研磨粒子の形成を容易にする特定の制御変数および比率を有する特定の方法で達成される。例えばこの研磨粒子の形成方法は、添加剤の重量パーセント、添加剤の比率、バインダー材料、砥粒材料、砥粒サイズ、コルクサイズ、および複合研磨粒子の形成を容易にする硬化手順を含めた処理の特徴の組合せを含む。この複合研磨粒子は、例えばコア／シェル構造、コアの材料、コア粒子のサイズ、中間層と砥粒を覆っている層とを含めた複数構成要素を有するシェル層、中間層の厚さ、コアおよび砥粒のサイズに対する中間層の厚さの比、砥粒の特定の疎充填密度、および他のこのような特徴を含めた、従来の研磨粒子の性能の特色に等しいまたはそれを超える性能の特色を有する新規な砥粒の形成を容易にする特徴の組合せを有する。
【０１０３】
上述において特定の実施形態および幾つかの成分の結合に関する言及は例示的なものである。対になっているまたは結合している成分に関する言及は、分かるとおり本明細書中で考察した方法の実施のために、上記成分間の直接の結合、あるいは１種類または複数種類の介在成分を介しての間接的な結合のどちらかの開示を意図していることは理解されるはずである。したがって上記で開示した内容は例示とみなすべきであり、限定するものではなく、別添の特許請求の範囲が、本発明の真の範囲に入るそのようなすべての修正形態、拡張形態、および他の実施形態を包含することを意図している。したがって法律によって認められる最大限の範囲について本発明の範囲は別添の特許請求の範囲およびその均等物の最も広い許容可能な解釈によって決められるべきであり、上記の詳細な説明によって定められるものでも限定されるものでもない。
【０１０４】
本開示は、それが特許請求の範囲の適用範囲または意味を解釈または限定するために使用されないという前提で提示される。さらに上記開示においてその様々な特徴は、本開示を簡素化する目的で一つのグループにまとめる場合もあり、また単一の実施形態で記述する場合もある。本開示は、本明細書中の実施形態が特許請求の範囲中で与えられる特徴を限定するという意図を反映するものと解釈されるべきではなく、またさらに本発明の内容を記述するために本明細書中で記述した特徴のいずれかを一緒にする場合もある。さらに本発明の内容は、決して開示した実施形態のいずれかの特徴の全てを対象とするわけではない。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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